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综合新闻

【院长谈】李伟林:1→0反向基础研究思考与行动

发布时间:2025年07月08日 来源:自动化学院 点击数:

一、开展“1→0”反向基础研究的重要意义

在新一轮科技革命和产业变革背景下,以工程实践为出发点、从重大工程中归纳抽象出理论问题的“1→0”反向基础研究,正日益成为自动化、电气等领域推动知识体系重构与技术范式革新的重要路径。

(一)发现和弥补现有理论盲区

在自动化、电气等领域中,理论无法解释、模型难以建立、控制难以实施的技术难题比比皆是,尤其在高精度制造、复杂工业过程控制、智能系统集成、能量智能管控等典型场景下,现有理论在动态建模、时变系统辨识、非线性鲁棒控制等方面存在明显不足。通过“1→0”反向基础研究,可以从系统运行数据、控制器性能反馈、现场异常行为中识别理论盲区,并反向推导出新的建模逻辑与控制框架。例如,在多变量耦合系统中,传统解耦方法不再适用,需基于实际运行特性提炼出新的协同控制策略。此类“从重大工程问题中生出理论”的路径,有助于打破原有理论体系的边界,为自动化、电气等领域提供更符合工程实况的理论支撑。

(二)促进学科融合与交叉创新

自动化及电气系统作为多学科深度融合的复杂巨系统,其持续创新与突破日益依赖于跨领域知识的协同进化与共创。当前,制约自动化、电气等领域进一步发展的关键瓶颈,往往根植于学科间理论体系与方法论的断裂,以及系统集成层面的协同障碍。以智能制造为例,智能制造亟需实现控制理论、泛在感知、边缘智能、可信计算基础与高效通信的有机整合,而这些核心能力分别源自控制科学、人工智能、信息科学与工程科学等多个前沿领域。“1→0”反向基础研究以重大工程问题为牵引,倡导“以用促研、用研结合”,有效打破学科边界,促进控制科学与智能科学、信息与数据科学、认知与决策科学等多学科的深度耦合,推动从理论创新、模型构建到系统级协同的全链条跃迁。

(三)提升人才综合素养与创新能力

当前,人才培养仍存在“知识割裂,实践脱节”的问题,工程一线技术人员虽经验丰富,但理论提升困难;高校科研人员理论扎实,却缺乏复杂工程系统的实践锤炼。“1→0”反向基础研究通过将工程问题转化为理论命题、再反馈到解决方案中,打通了“理论—实践—再理论”的闭环,有助于培养具有系统建模能力、问题抽象能力和现场工程感知能力的复合型人才。在实际系统开发中,鼓励技术人员总结关键参数的失效模式,参与算法设计,再验证其在工业现场的可行性。这一过程中,既提升了实践人员的科研素养,也增强了学术研究对现实的感知力,从而构建起一支面向未来产业需求的高水平创新人才梯队。

二、落实“1→0”反向基础研究的实践

在“1→0”反向基础研究的实践过程中,学院始终坚持以系统动员、科学凝练和机制创新为主线,强化顶层策动和有组织科研,不断完善从团队动员到科学攻关再到政策保障的全链条创新体系,全面推进基础研究的高质量发展。

(一)提升反向基础研究意识,凝聚创新共识

学院始终将提升“1→0”反向基础研究意识作为学科高质量发展的重要前提。通过举办重大工程科学问题论证会,广泛邀请航空工业一飞院、航天九院16所、航天504所、中科院西安光机所、中电20所、中船719所等行业龙头单位的总师、副总师及多学科专家,共同聚焦自动控制系统、空天装备、导航系统等领域的重大技术难题进行深度交流。这一跨单位、跨学科的高水平学术对话,有效增强了师生对“1”和“0”科学本质的理解,促进全院形成面向国家需求、追求原创突破的创新共识。通过不断提升创新意识和理论自觉,学院为后续科学问题的凝练与持续攻关夯实了思想根基和集体创新氛围。

(二)确立问题来源,夯实理论落脚基础

在“1→0”反向基础研究的实践中,学院将现有的型号配套任务、国防领域重大型号任务以及企业技术创新需求作为“1”的主要孕育场。通过多角度的现象归因与跨层级的本质追问,精准识别出制约系统性能的核心难题,将复杂工程现实转化为可持续探索的科学问题。围绕这些“1”的工程表现,突出理论抽象与科学升华,坚持以物理模型、数学公式和第一性原理作为“0”的科学落脚点。通过持续提炼系统行为的物理机制、建构其数学表达、追溯底层作用原理,推动对自动化、电气等复杂系统从现象到本质的深度揭示,为领域原创理论和基础创新提供坚实支撑。

(三)完善政策机制,激发多元协同创新活力

为保障“1→0”反向基础研究的高质量推进,学院不断优化政策机制,注重营造有利于原创性和交叉创新的科研环境。一方面,完善科研资源配置与立项机制,将科学前沿性、理论深度和问题导向作为重要标准,推动资源向高潜力方向倾斜。另一方面,强化多学科融合与团队协作,鼓励不同研究方向在关键科学问题上深入交流与联合攻关。完善评价激励体系,突出理论贡献和学术突破,激励团队持续攻克基础难题。同时,加大对青年人才的支持与培养,拓展基础研究的创新空间。通过机制创新和政策引导,逐步形成从科学问题凝练到理论突破、知识积累的高效创新链条,持续提升学院的基础创新能力。

三、持续深入推进“1→0”反向基础研究的思考

自动化、电气等学科作为支撑智能飞控、智能制造、智能能源、智能交通等国家战略产业的核心技术体系,其发展模式正经历从“应用牵引”向“科学驱动”的深刻转型。“1→0”反向基础研究已成为突破技术天花板、重塑创新范式的战略选择。

(一)加强企业调研,瞄准国家重大工程

学院通过班子研讨、教授座谈、人才交流等形式,确定了1→0”反向基础研究的工作思路,即瞄准新一代战机、全球感知网络、具身智能、智能能源管理等国家重大需求,立足新体制飞行控制与导航系统、空天平台电气化设备、智能感知载荷等重大工程问题,充分发挥校友总师的资源,通过到航空、航天、中电、兵器等相关骨干院所进行调研交流,与科研一线总师、副总师深入讨论、分析、对接,定位准、看得清、理得顺重大工程问题,“开门”深入地找到“1”。

(二)加强模式创新,定位准确真问题

“1→0”反向基础研究需要组织模式的创新。一方面,针对重大工程应用中的“卡脖子”基础问题,打破单位壁垒,组建“领军人才+青年科学家+工程师”的协同攻关团队,推动“揭榜挂帅”制项目;另一方面,在研究生培养中,要求理论研究课题必须对应具体工程场景,由企业高工与高校教授共同指导,形成工程-科学双导师制。组建“学校+企业”的专家团队,建立长效定期的沟通交流机制,学校通过企业平台和资源,不断迭代验证“是否真正挖到0”,而不是“零点几”。

(三)树立典型,打造学院基础研究品牌

重点从飞控、导航、电气等领域,深度挖掘重大科学问题。在项目立项阶段,瞄准国家重大需求,自主承担或深度参与国家重大任务,聚焦于大型号、大任务的“大靶标”;在项目研究过程中,注重从问题、挑战到技术难题再到科学问题的“1→0”反向基础研究,通过从根上挖掘出“0”的科学问题本质,再反过来促进技术难题的突破、问题挑战的根上解决(即从0到1再到100);最后,以形成大成果作为考核项目研究结题的一个核心指标,总结基础研究范式,形成典型案例,真正打造一个可供借鉴、参考甚至模仿的自动化学院“1→0”反向基础研究品牌。